本發明專利技術涉及一種航天數據采集設備的數據采集精度考核方法。這種方法以有限沖擊響應濾波器為數據采集系統的數學模型，以正弦信號為輸入信號，采集目標數據為輸出信號，利用最小均方算法的基本原理，反推系統通道模型參數，并利用通道模型參數計算數據采集系統對正弦信號的傳輸特性，從而對航天數據采集設備的采集精度進行考核，并給出詳細的量化指標，考核指標包括相對于正弦信號的幅值衰減和相位平移兩個方面。本方法所需的設備包括一臺數字信號發生器、一臺包含LMS算法和精度考核指標計算方法的計算機、一臺顯示器和被測的數據采集設備。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于LMS算法的數據采集設備精度考核方法，特別是一種航天數據采集設備的數據采集精度考核方法。
技術介紹
航天器數據采集系統對于航天器的安全運行起著關鍵作用，一個安全的、能夠準確、實時采集數據的航天器平臺，對于保障航天器的使用壽命具有重要意義。當前隨著衛星平臺結構日益復雜以及控制算法精度不斷提高，航天器對數據采集的精度需求也隨之提高，例如對于某些快速軌道機動飛行器，不但要保證數據的精確度，同時也要保證數據的實時性，這不僅對航天器數據采集系統的設計提出了更高的要求，也為如何考核數據采集系統的精度提出了新的研究課題。利用一定的手段來考核航天器數據采集系統的精確度和實時性，除了可以在設備調試階段了解數據采集系統的性能，及時發現問題和隱患，還可以為采集設備的設計改進提供試驗數據和理論依據。現有技術中，數據采集設備數據采集精度評估考核的方法有是利用信號發生器產生標準電壓，然后利用地面測試設備采集此信號，手工進行數據比對，重復試驗得出數據采集的有效精度；利用基于驗前信息的元器件性能評估算法，實現航天設備特別是元器件的性能評估。這些數據采集精度考核方法或者費時費力，僅檢驗數據采集的靜態特性，無法對數據采集實時性做出考核，或者針對元器件及硬件電路進行性能評估，不能直接通過實驗得出數據采集設備的采集精度，導致其不能適用于精度要求較為苛刻的航天數據采集設備的數據采集精度考核。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種航天數據采集設備的數據采集精度考核方法，對航天數據采集設備的采集精度進行考核，并給出詳細的量化指標。這種方法以有限沖擊響應 (FIR)濾波器為數據采集系統的數學模型，以正弦信號為輸入信號，采集目標數據為輸出信號，利用最小均方(LMS)算法的基本原理，反推系統通道模型參數，并利用通道模型參數計算數據采集系統對正弦信號的傳輸特性，從而實現了數據采集系統的性能考核。考核指標包括相對于正弦信號的幅值衰減和相位平移兩個方面。為達到上述目的，本專利技術采用下述技術方案一種航天數據采集設備的數據采集精度考核新方法，其特征是基于FIR濾波器模型，利用信號發生器、LMS算法器、數據采集器組成數據采集設備精度考核的硬件平臺，并利用該硬件平臺測量數據采集系統FIR模型對應的通道參數，最后利用求得的通道參數實現數據采集系統采集精度指標的獲取。具體步驟為(I)建立數據采集設備精度考核硬件平臺從系統角度看，數據采集的精度對應于系統對信號的不失真傳輸及系統本身的時間穩定性，因此理想的數據采集設備具備線性時不變特性，由此可以把數據采集設備看作一個開環線性時不變系統，并利用FIR濾波器描述系統模型，把需要采集的信號作為系統的輸入，把采集到的數據作為系統的輸出。假設系統的通道模型參數為h (η)，N為通道模型長度，則系統模型可以描述為 權利要求1.一種基于LMS算法的航天數據采集設備精度考核方法，基于FIR濾波器模型，利用信號發生器、LMS算法器、數據采集器組成數據采集設備精度考核的硬件平臺，并利用該硬件平臺測量數據采集系統FIR模型對應的通道參數，最后利用求得的通道參數實現數據采集系統采集精度指標的獲取；其特征在于如下(1)基于FIR濾波器建立數據采集設備的數學模型，并用下式描述 yj = wxJ其中 W = T, Xj = T, Wi 表示權系數，j 表示時間下標， xNJ表不時刻j之前的N-I個時刻的系統輸入，Yj表不系統的輸出；(2)建立數據采集精度考核平臺建立數據采集設備的數學模型后，依據系統模型建立數據采集設備精度考核平臺，(3)利用通道參數求得數據采集精度指標設通道模型識別過程中輸入信號(標準信號)頻率為f，數據采集周期為T，易知，每次信號采集周期內，信號的時間軸變化量為τ = 2π Τ，則其正弦響應為2.根據權利I所述的一種基于LMS算法的航天數據采集設備精度考核方法，其特征在于利用LMS算法獲取模型通道參數，具體過程如下(1)設定權值矩陣W初始值為隨機值，設定算法步長u(2)系統的實際輸出與計算輸出之間的誤差e」eJ = zJ-wxJ(3)依據誤差變換權值矩陣 W*J+1 = WVSuejXj(4)判定算法是否收斂算法收斂條件為連續小于設定臨界值emin。3.根據權利I所述的一種基于LMS算法的航天數據采集設備精度考核方法，其特征在于利用通道參數求得數據采集精度指標，具體方法如下設通道模型識別過程中輸入信號(標準信號)頻率為f，數據采集周期為T，易知，每次信號采集周期內，信號的時間軸變化量為τ =2πΓΓ，且設4.根據權利I所述的一種基于LMS算法的航天數據釆集設備精度考核方法，其特征在于所述的考核平臺由三部分組成數字信號發生器、數據釆集設備和精度考核算法器。全文摘要本專利技術涉及一種航天數據采集設備的數據采集精度考核方法。這種方法以有限沖擊響應濾波器為數據采集系統的數學模型，以正弦信號為輸入信號，采集目標數據為輸出信號，利用最小均方算法的基本原理，反推系統通道模型參數，并利用通道模型參數計算數據采集系統對正弦信號的傳輸特性，從而對航天數據采集設備的采集精度進行考核，并給出詳細的量化指標，考核指標包括相對于正弦信號的幅值衰減和相位平移兩個方面。本方法所需的設備包括一臺數字信號發生器、一臺包含LMS算法和精度考核指標計算方法的計算機、一臺顯示器和被測的數據采集設備。文檔編號G06F17/40GK102938011SQ201110233858公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日專利技術者張合生 申請人:上海航天測控通信研究所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于LMS算法的航天數據采集設備精度考核方法，基于FIR濾波器模型，利用信號發生器、LMS算法器、數據采集器組成數據采集設備精度考核的硬件平臺，并利用該硬件平臺測量數據采集系統FIR模型對應的通道參數，最后利用求得的通道參數實現數據采集系統采集精度指標的獲取；其特征在于：如下：(1)基于FIR濾波器建立數據采集設備的數學模型，并用下式描述：yj＝WXj其中W＝[w1，w2，…，wN]T，Xj＝[x1j，x2j，…，xNk]T，wi表示權系數，j表示時間下標，xNj表示時刻j之前的N？1個時刻的系統輸入，yj表示系統的輸出；(2)建立數據采集精度考核平臺建立數據采集設備的數學模型后，依據系統模型建立數據采集設備精度考核平臺，(3)利用通道參數求得數據采集精度指標設通道模型識別過程中輸入信號(標準信號)頻率為f，數據采集周期為T，易知，每次信號采集周期內，信號的時間軸變化量為τ＝2πfT，則其正弦響應為：其中，C為采集系統對正弦輸入信號的幅度衰減信息，D為采集系統對正弦輸入信號的相位平移信息。FSA00000557246600011.tif
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張合生，
申請(專利權)人：上海航天測控通信研究所，
類型：發明
國別省市：
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